Численное исследование напряженно-деформированного состояния штифтовых культевых конструкций из диоксида циркония, изготовленных с использованием CAD/CAM-технологий

Численное исследование напряженно-деформированного состояния штифтовых культевых конструкций из диоксида циркония, изготовленных с использованием CAD/CAM-технологий

Автор: Джалалова М.В., Степанов А.Г., Апресян С.В., Оганян А.И.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 1 (99) т.27, 2023 года.

Бесплатный доступ

Для определения напряженно-деформированного состояния штифтовых культевых конструкций из диоксида циркония были проведены численные исследования. Расчетные модели представляли собой часть зубочелюстного сегмента (ЗЧС) в форме цилиндра, составленного из однокорневого зуба, дентина, периодонтальной связки, компактной кости альвеолы, десны, губчатой кости и ортопедической конструкции, состоящей из коронки, фиксированной на штифтовой культевой вкладке. Рассматривались три варианта моделей такой штифтовой конструкции. Численное исследование проводилось для трех различных толщин штифтовой части конструкции - стержня, которые были смоделированы следующим образом: объём 2-го и 3-го стержня увеличивался в два раза по сравнению с предыдущим: вариант 1 (тонкий стержень), вариант 2 (средний) и вариант 3 (толстый). Методом конечных элементов исследовано поле перемещений и напряжений по Мизесу как в самих конструкциях, так и в окружающих их тканях. Для сравнительного анализа во всех вариантах на окклюзионную поверхность коронки зуба задавались два варианта нагружения: распределенная вертикальная нагрузка 100 Н и такой же величины нагрузка под углом 45о. В результате численных исследований штифтовые конструкции вариантов 2 и 3 показали преимущество перед конструкцией с тонким стержнем (вариант 1) как по перемещениям, так и по напряжениям. К использованию на практике рекомендован вариант 2 (средняя толщина стержня). Конструкции такого типа могут использоваться для восстановления коронковой части зуба при полном её отсутствии или значительном разрушении, а также в качестве опоры мостовидного протеза.

Еще

Монолитные штифтовые конструкции, конечно-элементная модель, диоксид циркония, напряжения по мизесу, перемещения, вертикальная нагрузка, нагрузка под углом 45о

Короткий адрес: https://sciup.org/146282684

IDR: 146282684   |   DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2023.1.02

Список литературы Численное исследование напряженно-деформированного состояния штифтовых культевых конструкций из диоксида циркония, изготовленных с использованием CAD/CAM-технологий

  • Арутюнов С.Д., Степанов А.Г. Новая зубосохраняющая медицинская технология с использованием индивидуальных фрезерованных трансдентальных имплантатов // Российский вестник дентальной имплантологии. -2018. - Т. 1-2, № 39-40. - С. 65-70.
  • Джалалова М.В., Оганян А.И., Цаликова Н.А. Численно-экспериментальное исследование прочностных свойств премоляров с штифтовыми циркониевыми вкладками при разных углах нагрузки // Российский журнал биомеханики. - 2021. - Т. 25, № 3. - С. 273-284. Б01: 10.15593/^ЬВюшеЬ/2021.3.04
  • Джалалова М.В., Арутюнов С.Д., Степанов А.Г. Исследование свойств стоматологических цементов в эксперименте на удаленных зубах, армированных индивидуальными трансдентальными имплантатами // Российский журнал биомеханики. - 2019. - Т. 23, № 2. - С. 231-241. Б01: 10.15593/КаВюшеЬ/2019.2.05
  • Джалалова М.В., Степанов А.Г. Численно-экспериментальное исследование влияния толщины цементного соединения трансдентального имплантата с тканями зуба на его адгезионные свойства // Российский журнал биомеханики. -2020. - Т. 24, № 2. - С. 203-215. Б01: 10.15593/Я7ЬВюшеЬ/2020.2.08
  • Джалалова М.В., Степанов А.Г., Арутюнов С.Д. Влияние действующей под углом нагрузки на костную ткань челюсти и зуб, армированный трансдентальным импланта-том // Российский стоматологический журнал. - 2015. - Т. 6. - С. 7-10.
  • Дмитриенко С.В., Иванов Л.П., Краюшкин А.И., Пожа-рицкая М.М. Практическое руководство по моделированию зубов. - М.: ГОУ ВУНМЗ РФ, 2001.
  • Ларичкин А.Ю., Федорова Н.В., Тодер М.С., Шевела А.А. Различные подходы к оценке работоспособности имплантатов в стоматологии: материалы, моделирование, современные тенденции // Российский журнал биомеханики. - 2019. - Т. 23, № 1. - С. 117-139. DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2019.1.11
  • Марымова Е.Б., Адамович Е.И., Македонова Ю.А., По-ройская А.В., Павлова-Адамович А.Г. Морфологическая оценка изменений периодонта при контакте с эндогерме-тиком [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1. - URL: science-education.ru/ru/article/view?id=17969 (дата обращения: 07.12.2022).
  • Няшин Ю.И., Рогожников Г.И., Никитин В.Н., Асташина Н.Б. Биомеханический анализ зубных имплантатов из сплава титана и диоксида циркония // Российский журнал биомеханики. - 2012. - Т. 16, № 1. -С. 102-109.
  • Соловьев М.М., Лисенков В.В., Демидова И.И. Биомеханические свойства тканей пародонта // Стоматология. -1999. - № 3. - С. 61-67.
  • Степанов А.Г. Экспериментальное обоснование применения индивидуальных трансдентальных имплантатов из диоксида циркония в зубосохраняющих биотехнологиях // Российская стоматология. -2017. - № 1. - С. 26-27
  • Baggi L., Cappelloni I., Girolamo M., Maceri F., Vairo G. The influence of implant diameter and length on stress distribution of osseointegrated implants related to crestal bone geometry: a three-dimensional finite element analysis // J. Prosthet. Dent. - 2008. - Vol. 100, no. 6. - P. 422-431. DOI: 10.1016/S0022-3913(08)60259-0
  • Baggi L., Girolamo M., Vairo G., Sannino G. Comparative evaluation of osseointegrated dental implants based on platform-switching concept: influence of diameter, length, thread shape, and in-bone positioning depth on stress-based performance // Comput. Math. Methods Med. - 2013. -Article no. 250929. DOI: 10.1155/2013/250929
  • Berkovitz B.K. Periodontal ligament: structural and clinical correlates. Dent Update // 2004. - Vol. 31, no. 1. - P. 46-50. DOI: 10.12968/denu.2004.31.1.46
  • Chang S., Lin C., S., Yang-Sung Lin, Huang S. Biomechani-cal analysis of the effects of implant diameter and bone quality in short implants placed in the atrophic posterior maxilla // Med. Eng. Phys. - 2012. - Vol. 34, no. 2. - P. 153-160. DOI: 10.1016/j.medengphy.2011.07.005
  • Dantas T., Carneiro Neto J., Alves J., Vaz P., Silva F. In silico evaluation of the stress fields on the cortical bone surrounding dental implants: Comparing root-analogue and screwed implants // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. -2020. - Vol. 104. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2020.103667
  • Deng R., Xie Y., Chan U., Xu T., Huang Y. Biomaterials and biotechnology for periodontal tissue regeneration: Recent advances and perspectives // J. Dent. Res. Dent. Clin. Dent. Prospects. - 2022. - Vol. 16, no. 1. - P. 1-10. DOI: 10.34172/joddd.2022.001
  • Dinc M., Turkoglu P., Selvi F. Biomechanical evaluation of stress distributions at the implant-abutment complex and peri-implant bone around mandibular dental implants with different neck geometries and inclinations // Proc. Inst. Mech. Eng. H. - 2021. - Vol. 235, no. 9. - P. 1035-1045. DOI: 10.1177/09544119211022985
  • Gumrukju Z., Korkmaz Y. T., Korkmaz F.M. Biomechanical evaluation of implant-supported prosthesis with various tilting implant angles and bone types in atrophic // Comput. Biol. Med. - 2017. - Vol. 86. - P. 47-54. DOI: 10.1016/j.compbi-omed.2017.04.015
  • Hasan I., Heinemann F., Aitlahrach M., Bourauel C. Biome-chanical finite element analysis of small diameter and short dental implant // Biomed. Tech. (Berl). - 2010. - Vol. 55, no. 6. - P. 341-350. DOI: 10.1515/BMT.2010.049
  • Lin C., Hu H., Zhu J., Wu Y., Rong Q., Tang Z. Influence of sagittal root positions on the stress distribution around custom-made root-analogue implants: a three-dimensional finite element analysis // BMC Oral Health. - 2021. - Vol. 21, no. 1. - Article no. 443. DOI: 10.1186/s12903-021-01809-4
  • Lin C., Lu S., Zhu J., Hu H., Yue Z., Tang Z. Influence of thread shapes of custom made root-analogue implants on stress distribution of peri-implant bone: A three-dimensional finite element analysis // Beijing Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. - 2019. - Vol. 51, no. 6. - P. 1130-1137. DOI: 10.19723/j.issn.1671-167X.2019.06.027
  • Mandel U., Dalgard P., Viidik A. A biomechanical study of the human periodontal ligament // J. Biomech. - 1986. -Vol. 19, no. 8. - P. 637-645. DOI: 10.1016/0021-9290(86)90169-7
  • Mathieu V., Vayron R., Richard G., Lambert G., Naili S., Meningaud J.-P., Haiat G. Biomechanical determinants of the stability of dental implants: Influence of the bone- implant interface properties // J. Biomech. - 2013. - Vol. 47, no. 1. - P. 3-13. DOI: 10.1016/j .jbiomech.2013.09.021
  • Okumura N., Stegaroiu R., Kitamura E., Kurokawa K., Nomura S. Influence of maxillary cortical bone thickness, implant design and implant diameter on stress around implants: a three-dimensional finite element analysis // J. Prosthodont. Res. - 2010. - Vol. 54, no. 3. - P. 133-142. DOI: 10.1016/j.jpor.2009.12.004
  • Qian L., Todo M., Morita Y., Matsushita Y., Koyano K. Deformation analysis of the periodontium considering the visco-elasticity of the periodontal ligament // Dent. Mater. - 2009. - Vol. 25, no. 10. - P. 1285-1292. DOI: 10.1016/j.den-tal.2009.03.014
  • Sivrikaya E.C., Omezli M.M. The Effect of tapered and cylindrical implants on stress distribution in different bone qualities: a finite element analysis // Int. J. Oral Maxillofac. Implants. - 2019. - Vol. 34, no. 6. - P. e99-e105. DOI: 10.11607/jomi.7513
  • Sivrikaya E.C., Yilmaz O. Comparison of extramaxillary anchored implants, tilted implants, or sinus elevation concepts on stress distribution in atrophic maxilla: a finite element analysis // Int. J. Oral Maxillofac. Implants. - 2022. - Vol. 37, no. 3. - P. 563-570. DOI: 10.11607/jomi.9631
  • Trivedi S. Finite element analysis: a boon to dentistry // J. Oral Biol. Craniofac. Res. - 2014. - Vol. 4. - P. 200-203. DOI: 10.1016/j.jobcr.2014.11.008
  • Tuna M., Sunbuloglu E., Bozdag E. Finite element simulation of the behavior of the periodontal ligament: a validated nonlinear contact model // J. Biomech. - 2014. -Vol. 47, no. 12. - P. 2883-2890. DOI: 10.1016/j.jbio-mech.2014.07.023
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp